JPH01258314A - セラミック超伝導体を含む物品及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ペロブスカイト（灰チタン石）型のセラミッ
クから成る超伝導体金倉む物品の製造方法およびそれに
よって成形される物品に関する。

〔従来の技術〕

最近、ペロブスカイト型のセラミックから成シ。

かつ比較的高い臨界温度を有する超伝導体が発見された
。かかる超伝導体のあるものは、酸化イツトリウム、酸
化バリウムおよび酸化銅の適当な割合、すなわち少なく
とも化学量論比に近い値の混合物を調製し、得られた混
合物乞焼成して弐ＹＢａ２ｃｕ　ｏ　　　　−１有する
化合物を提供することによ３　　６．５＋Ｘ って製造されている。超伝導体の臨界１度が高くなる程
、商業的用途が増すと考えられる。イツトリウム、バリ
ウムおよび銅元素はその全部又は−部全ランタン、スト
ロンチウムおよびニオブに置換することができる。

さらに、ペロブスカイト型のセラミックは、それが所望
の形状の品物に容易に成形できるならば商業的に有用で
ある。

〔発明が解決しようとする課題〕

超伝導体が過度に磁化されるときに超伝導体内に生じる
比較的熱い９域を防ぐために、かかるセラミック超伝導
体層は一般に非超伝導体であるが良好な導体の層でコー
ティングされる。

本発明は、ペロブスカイト型のセラミックから成る超伝
導体層を非超伝導体であるが良好な導体上に支持させて
いる物品を製造する新規かつ有利な方法を提供すること
を目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

本発明によるペロブスカイト型セラミックから成る超伝
導体の表面層を含む物品を製造する方法は。

本体と、最初は実施的に非酸化性、非超伝導性かつ良好
な導体の合金である本体の少なくとも表面部を適量の必
要な超伝導体の金属元素成分と一緒に提供し、加熱して
超伝導体の金属元素を本体部の表面へ拡散させ、該表面
に適当な酸化工程を与えながら、生成される適当な、少
なくとも化学量論比に近い値の金属酸化物を焼成して、
本体部の残りの部分の上にセラミック超伝導体層を形成
させる工程から成る。

セラミック超伝線体の臨界温度以下の温度のとき、かか
る物品は全て超伝導性を有する。

本体部が非超伝導性であるが良好な導体であって、超伝
導体を支えているため、本体部はまた超伝導体が瀞度に
磁化されるときに超伝導体内に生じる比較的熱い頭載を
防止するように配列されている。

セラミック超伝導体は、適当な化学量論比、又ははソ化
学量論比の酸化イツトリウム、酸化バリウムおよび酸化
銅（元素のイツトリウム、バリウムおよび銅の全部又は
一部を元素のランタン、ストロンチウムおよびニオブに
代えることが可能である）を焼成することによって製造
される。

実質的に非酸化性で、非超伝導性かつ良好な導体は、金
、パラジウム、白金又は銀；或いはこれら金属の組合せ
合金１例えば８０重量％Ａｕと２０重量％Ｐｄである。

超伝導合金の金属元素成分は導体材料と合金を形成する
必要がある。

導体材料には受部のロジウムおよび／またはイリジウム
全含みうる。

超伝導体の金属元素成分は、拡散工程中に本体部の表面
へ移動する傾向にあり、そこで酸化される。酸化工程は
拡散工程中に生じる。焼成によって、これらの金属の酸
化物は本体部の表面において混合して適当な相対ａ度で
超伝導体を形成する。そして本体部の残りの部分に必要
な超伝導体の層を形成する。

本体部におけるこれらの金属元素の初濃度は金属元素全
体が超伝導体を形成するような１度である。また、本体
部における金属元素の初濃度を決めるときに、本体部に
おける金属元素の異なる拡散速度を考慮する。従って、
セラミック超伝導体の金属元素の全てでなくて、少なく
とも１つは超伝導体を形成するために本体部の表面へ拡
散しなければならない。さらに１本体部における金属元
素の初ａ度は１本発明に従った工程を受ける本体部の結
果として必要な厚さの超伝導体層が提供されるような濃
度である。

本発明は、非超伝導性であるカニ良好な電気的導体上に
ペロブスカイト型のセラミックから成る超伝導体の層を
含み、かつ前記方法によって製造される物品から成る。

かかる物品における超伝導体層を支える本体は全て非超
伝導性で良好な導電性材料製である。また、その導体材
料は、本体の表面部のみ、又は部分から成り、導体材料
よシも強い材料、例えばモリブデンのような耐火金属の
本体の別の部分によって支えられる。

上に超伝導体が提供される本体は線から成るのが便利で
ある。

また、少なくとも物品が完成する前に、物品の本体は中
空の形をとり、中空部又は中空部分は全体が囲まれない
で１本体は露出される内外表面を有する。本体の内およ
び外表面は共に導体材料によって提供される；そしてセ
ラミック超伝導体層は本体の内外表面の両方に設けられ
る。例えば。

本体はチューブ状にすることができる。中空の本体は適
当な冷却液が流通できるように配置されるので、物品の
温度は超伝導体の臨界ｉｆｆ以下の値に下げることがで
きる。或いはまた。中空本体は本体よシも強い材料によ
って内部的に支える、そしてこの場合は本体の一部と考
えない。

本発明は、次の実施例を参照して説明のために以下に記
載する。

〔実症例〕 本質的に非酸化性、非超伝導性である良好な導体の金の
上に支持された。金属元素のイツ）　ＩＪウム、バリウ
ムおよび銅並びに酸素を有するペロブスカイト型のセラ
ミックから成る超伝導体の表面層を有する細長の物品は
、最初に次の成分から成る金の合金を提供することによ
って形成される。

金　　　　　　９２．１１！７７％（重量）イツトリウ
ム　２．４６５％　　　〃 バリウム　　　２．ｉ９％　　　〃 銅　　　　　　　Ｌ９０９％　　　〃 凝固の際に合金成分の偏析を最少にするために。

融解合金は冷却回転ドラムの表面上へ吹き付けることに
よって急冷する。次にその合金は押出や引抜き１等既知
の方法によって線状の本体に成形する。

マンドレルに巻いた線を加熱して、イツトリウム、バリ
ウムおよび銅を線の表面へ拡散させる。

その拡散工程中に、線の表面に適当な酸化処理工程を与
える。５つの金蝿元素は線の表面にあるときに酸化され
る。適当な酸化処理工程は、流動する酸素の雰囲気中に
おいて９５０℃の温度で線を加熱することから成る。次
に、金属酸化物を焼成して、適当な化学量論比又は化学
童論比に近い値の酸化イツトリウム、酸化バリウムおよ
び酸化銅からセラミック超伝導体を生成させ１式ＹＢａ
２Ｃｕ３０６．５＋工を有する化合物を提供する。かく
して、セラミック超伝導体の必要な層が線の残りの部分
の上に形成されて、所望の物品が得られる。

余栄の金属元素の初濃度は、金属元素の全体が線の表面
において金属元素の酸化物の適切な相対濃度を提供して
超伝導体を形成するような値にする。さらに、線中の金
属元素の初濃度は必要な厚さの超伝導体層が提供される
ような濃度である。

かかる細長品は、セラミック超伝導体の臨界温度以下の
温度において超伝導性全層する。

完成品において、酸化処理工程によって影響を受けず、
超伝導体の５つの金属元素を実質的に含まない実質的に
純粋になった金は、超伝導体層の支持体となる。さらに
、金は、セラミック超伝導体の表面層と接触して所望の
非超伝導性であるが良好な導体全構成して、超伝導体が
過度に磁化されるときに超伝導体内の比較的熱い領域全
予防する。

一例において、長さ６１２Ｃｒ１１、、直径０．５簡の
線は金合金１００１から成る。拡散、酸化および焼成工
程後、半径方向の厚さ０．１６■と比重５．６０１　／
　ｃＡ　ｆ有するセラミック超伝導体層が線の残部の表
面に形成される。

セラミック超伝導体は１本体の表面において適切な化学
量論又ははソ化学量論比の超伝導体の金属元素成分の酸
化物を焼成することによって生成されながら１本体表面
における金属元素の拡散および酸化後に、金属元素のイ
ツトリウム、バリウムおよび銅の一部又は全部の代シに
ランタン、ストロンチウムおよびニオブのような別の金
属元素成分を有しうる・ 実質的に非酸化性、非超伝導性でかつ良好な導電体は、
金の代りにパラジウム、白金又は銀；或いは金を含むこ
れら金属の組合せ合金１例えばｇＯ重量％の金と２０重
量％のパラジウムの合金にすることができる。その金属
元素は導体材料と共に超伝導体合金を構成する必要があ
る。導体材料には生部のロジウムおよび／またはイリジ
ウムを含みうる。

セラミック超伝導体の金属元素の全てではなく、少なく
とも１つが、超伝導体を生成するために線の表面へ拡散
するように配列することが望ましい（導体材料において
は異なる金属元素は異なる拡散速度を有することを考慮
する。

本体、従って物品は、必要なそして便利に製造される形
状をもつことができる。

超伝導体層を支える本体の全部を導体材料にすることが
できる。また、導体材料は本体の表面部のみ、又は一部
を構成することができる。そして導体材料よりも強い材
料製の本体の別な部分に支えられる。例えば、金の表面
を提供する本体部はモリブデンのような耐火金属の本体
部上に支えるのが便利である。モリブデンは金の中へ極
めてゆっくり拡散するが、超伝導体の形成中にモリブデ
ンは超伝導体以外する表面へ拡散して、酸化される。し
かしながら、かく生成される揮発性のモリブデンの酸化
物は超伝導体の形成における焼成工程中に容易に除去さ
れる。

本体が複合構造１等を有するとき、および導体材料が超
伝導体以外の材料と接触しているときは、導体材料は不
利に汚染されないようにする必要がある。導体材料が金
から成る又は金を含むときは、金との有害な錯体が生成
しないように特に注意する必要がある。一般に、金と材
料との間に適当なバリヤー層を設けて逆にそれを汚染さ
せるようにする必要がある。

物品の本体は、少なくとも完成する前は中空の形を有し
うる。そして中空の部分は完全に閉鎖されないで１本体
は露出した内外表面を有する。従って１本体は９例えば
チューブ状にすることができる。超伝導体の臨界温度が
環境温度以下の場合には、中空品の超伝導体層の温度は
チューブに適当な冷却液を通すことによって超伝導特性
が示される所望の値に下げることができる。

或いはまた。中空本体は１本体よりも強い材料を提供す
ることによって内部的に支えることができる。かかる支
持体は超伝導体層を形成した後に設ける。

超伝導体層を支える中空体の管状であるか否かに関係な
く、超伝導体層は片方の表面のみに形成されるけれども
導体材料は１本体の内および外表面の両方を有する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、本体と、最初は実質的に非酸化性、非超伝導性かつ
   良好な導体の合金である本体の少なくとも表面部を適量
   の必要な超伝導体の金属成分と一緒に提供し、加熱して
   超伝導体の金属元素を本体部の表面へ拡散させ、該表面
   に適当な酸化工程を与えながら、生成される適当な、少
   なくとも化学量論比に近い値の金属酸化物を焼成して、
   本体部の残りの部分の上にセラミック超伝導体層を形成
   させる工程から成ることを特徴とする、ペロブスカイト
   型セラミックから成る超伝導体の表面層を含む物品の製
   造方法。 ２、セラミック超伝導体が、適切な化学量論比又はほぼ
   化学量論比の酸化イットリウム、酸化バリウムおよび酸
   化銅を焼成することによつて形成される請求項１記載の
   方法。 ３、実質的に非酸化性、非超伝導性かつ良好な導体が金
   、パラジウム、白金又は銀、又はこれら金属の適当な組
   合せの合金である請求項１又は２の方法。 ４、導体材料が金８０重量％とパラジウム２０重量％の
   合金である請求項３記載の方法。５、金属元素全体で超
   伝導体を形成するように、非酸化金属元素が本体部にお
   いて適切な相対濃度で混合される請求項１〜４のいずれ
   か１項に記載の方法。 ６、本体と、ペロブスカイト型セラミックから成る超伝
   導体の表面層を有する本体の少なくとも表面部と、非超
   伝導性の良導体を少なくとも含む前記本体の少なくとも
   表面部の残りの部分から成ることを特徴とする物品。 ７、超伝導体層を支える本体が全て非超伝導性の良導体
   から成る請求項６記載の物品。 ８、導体材料が本体の表面部のみから成り、導体材料よ
   り強い材料から成る本体の別の部分によつて支えられる
   請求項６又は７記載の物品。 ９、本体の前記別の部分がモリブデンのような耐火材料
   である請求項８記載の物品。 １０、上に超伝導体層を有する本体が線から成る請求項
   ６〜９のいずれか１項に記載の物品。 １１、物品が完成される前の少なくとも最初に、本体が
   中空であつて、中空部分が完全に閉鎖されずに、本体が
   露出した内および外表面を備える請求項６〜９のいずれ
   か１項に記載の物品。 １２、本体の内外表面が導体材料によつて提供される請
   求項１１記載の物品。 １３、セラミック超伝導体の層が中空本体の内外表面の
   両方に提供される請求項１２記載の物品。 １４、本体が管状である請求項１１〜１３のいずれか１
   項に記載の物品。 １５、中空本体が冷却液を流通させることができる請求
   項１１〜１４のいずれか１項に記載の物品。 １６、中空本体が本体より強い材料によつて内部的に支
   持される請求項１１〜１４記載の物品。